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   科技导报
2020年 38卷 23期
刊出日期:2020-12-13

卷首语
封面图片说明
综述
科学共同体要闻
智库观点
科技人文
科技评论
专题:太阳燃料
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封面图片说明

封面图片说明:太阳燃料开启绿色能源新时代 Hot!

科技导报. 2020, 38 (23): 0-0.
全文: HTMLnew PDF  (2605 KB)  ( 33 )
摘要 ( 41 )
模仿自然光合作用,科学家开发了人工光合成过程,即利用太阳能将水和CO2等转化为甲醇等可直接使用的燃料,此类燃料因而被称为太阳燃料。人工光合成过程可以大幅度减少CO2的排放,同时可获得新的绿色能源,对于开发和发展人工光合成太阳燃料科学与技术,达成《巴黎气候协议》中提出的,“本世纪下半叶实现温室气体净零排放”的目标,以及中国“将于2030年左右使CO2排放达到峰值,2060年达到碳中和”的承诺,从根本上改善生态环境、拯救人类居住的地球家园具有重大而深远的意义。
卷首语

发展太阳燃料 推进生态文明

李灿
科技导报. 2020, 38 (23): 1-1.
全文: HTMLnew PDF  (510 KB)  ( 80 )
摘要 ( 72 )
能源是人类社会发展的物质基础,燃料是最重要的能源。人类社会文明的每一次飞跃,都与能源变革直接相关。农耕社会,人类主要依靠收集自然植物等作为能源燃料。工业革命之后,煤炭、石油和天然气等化石资源逐渐成为全球主要能源来源,随着社会经济飞速发展其消耗总量急剧增长。长期、大量地使用化石资源,一方面由于其不可再生而导致资源逐渐枯竭;另一方面,化石资源使用过程中释放出大量温室气体——CO2及污染物,导致全球气候变化、自然灾害频发以及大范围雾霾等极端天气的出现。日益恶化的生态环境严重威胁着人类生存和社会可持续发展,开发和利用可再生能源成为全人类的共识。
科学共同体要闻

李克强主持召开国家科技领导小组会议

科技导报. 2020, 38 (23): 6-6.
全文: HTMLnew PDF  (641 KB)  ( 16 )
摘要 ( 31 )
12月7日,中共中央政治局常委、国务院总理、国家科技领导小组组长李克强主持召开国家科技领导小组会议,听取推进科技创新有关情况汇报并部署下一步工作。中共中央政治局常委、国务院副总理韩正出席。

2020世界公众科学素质促进大会在北京召开

科技导报. 2020, 38 (23): 7-7.
全文: HTMLnew PDF  (927 KB)  ( 7 )
摘要 ( 25 )
12月8日,2020世界公众科学素质促进大会在北京召开。来自全球23个国际、国家和地区的科技组织代表与相关领域顶尖专家参加会议,共话公众科学素质提升与科学抗疫。全国政协副主席、中国科协主席万钢在开幕式上发表视频致辞。中国工程院院士张伯礼,诺贝尔化学奖得主迈克尔·莱维特,马来西亚科学院首席执行官哈扎米·哈比卜,以色列工程师、建筑师和技术科学毕业生协会董事会主席埃胡德·梅尼帕斯,中国科协党组书记、常务副主席、书记处第一书记怀进鹏等中外知名科学家做主旨报告。

2020年全国科学道德和学风建设宣讲教育报告会暨宣传月启动仪式在北京举办

科技导报. 2020, 38 (23): 7-8.
全文: HTMLnew PDF  (1074 KB)  ( 7 )
摘要 ( 22 )
11月20日,为大力弘扬科学家精神,引导广大师生和科技工作者传承优良学风、坚守学术诚信,中国科协、教育部、科学技术部、中国科学院、中国社会科学院、中国工程院、国家自然科学基金委员会在北京举办2020年全国科学道德和学风建设宣讲教育报告会暨宣传月启动仪式。全国政协副主席、中国科协主席万钢致辞,中国工程院院士戚发轫、敦煌研究院名誉院长樊锦诗作报告,中国科协党组书记、常务副主席、书记处第一书记怀进鹏主持报告会。

2020年全国学会工作会议在北京召开

科技导报. 2020, 38 (23): 8-8.
全文: HTMLnew PDF  (395 KB)  ( 8 )
摘要 ( 19 )
11月30日,2020年全国学会工作会议在北京召开。全国政协副主席、中国科协主席万钢出席会议并讲话,中国科协党组书记、常务副主席、书记处第一书记怀进鹏作工作报告。中国科协党组成员、书记处书记吕昭平主持会议。
智库观点

中国功能农业发展现状、问题与策略

赵桂慎, 郭岩彬
科技导报. 2020, 38 (23): 9-16. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.001
全文: HTMLnew PDF  (697 KB)  ( 94 )
摘要 ( 99 )
发展功能农业,强化中国农产品的营养功能,尤其是提升农产品微量营养素的有效供给,解决“隐性饥饿”,已经成为现代农业创新发展的重要战略方向。分析了中国功能农业发展的背景意义、现状问题,提出了中国功能农业发展的三原则、重点强化的微量营养素、主要农业载体、科技创新体系以及重点行动计划等建议与对策,认为微量营养生物强化技术及策略更适合中国国情,有利于中国现代农业的转型升级、提质增效、农业供给侧结构性改革和新动能培育。

美国军队电磁频谱作战能力发展趋势

孟凡松, 陈俊, 徐芳
科技导报. 2020, 38 (23): 17-22. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.002
全文: HTMLnew PDF  (1298 KB)  ( 163 )
摘要 ( 93 )
为继续维持在电磁频谱领域内的优势,美国军队正大力加强电磁频谱作战能力的发展。从频率捷变技术、聚能技术和自适应技术3个方面,介绍了其关键技术研发重点;围绕小型化、网络化、认知控制和水下平台投放4个方面,分析了其装备建设方向;针对情报侦察、部队机动和空中突袭3个不同作战阶段,阐述了其未来实战中的战法运用特点。
科技评论

基于关键科技指标的中国卫生与健康科技创新与发展分析

钟华, 范少萍, 倪萍, 安新颖
科技导报. 2020, 38 (23): 23-30. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.003
全文: HTMLnew PDF  (2029 KB)  ( 79 )
摘要 ( 97 )
从科技指标分析角度,以统计年鉴和论文数据库为数据来源,考察了资源结构、创新产出、创新影响在内的关键指标等中国卫生与健康科技创新与发展的关键数据。分析可知,中国在卫生与健康科技领域取得了一系列研究进展,卫生与健康科技创新体系建设不断完善,科技研发能力和水平快速提升,科技成果不断涌现,科技创新保障健康作用不断增强。

医疗大数据的价值、风险与法律规制——基于新型冠状病毒肺炎疫情治理的思考

吴何奇
科技导报. 2020, 38 (23): 31-38. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.004
全文: HTMLnew PDF  (615 KB)  ( 89 )
摘要 ( 102 )
在新型冠状病毒肺炎疫情(简称“新冠肺炎”)的应对中,医疗大数据技术体现了多方面的价值:通过大数据实现了对医疗资源的有效调度、基于大数据的AI医疗、通过大数据预测疫情的暴发、疫情趋势的监测等。但在大数据技术成为医疗领域重要技术手段的同时,也产生了数据风险的新问题与新挑战,完善数据规制从而协调数据保护与数据使用之间的冲突成为制度设计的难点。梳理了当前个人医疗数据规制的现状,结合医疗实践分析数据规制存在的不足,通过对国外数据规制的借鉴,提出了完善中国数据规制的建构逻辑,即以社会整体利益为核心,在平衡利益关系的前提下进行制度设计,将数据滥用行为纳入数据规制,引入场景理念修正同意规则并推动数据去识别化标准的形成。
专题:太阳燃料

太阳燃料:新一代绿色能源

施晶莹, 李灿
科技导报. 2020, 38 (23): 39-48. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.005
全文: HTMLnew PDF  (1637 KB)  ( 219 )
摘要 ( 123 )
综述了燃料发展的历史、太阳燃料的发展起源及光解水制氢、CO2光还原制化学品的科学研究总体进展情况与发展趋势,并结合我国人工合成太阳燃料科学研究概况,提出了发展新型高效光催化材料的合成方法学等发展建议。

太阳能光催化分解水研究进展

李仁贵, 李灿
科技导报. 2020, 38 (23): 49-61. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.006
全文: HTMLnew PDF  (3654 KB)  ( 197 )
摘要 ( 93 )
以太阳能光-化学转化中最为重要的反应-光催化分解水为核心,从光催化分解水的原理、半导体捕光材料、光生电荷分离策略、双助催化剂、Z机制分解水体系以及太阳能分解水制氢途径等方面,介绍了光催化分解水制氢的最新研究进展,并展望了其未来的发展趋势。

量子点人工光合成制氢研究进展

王景豪, 南小磊, 吴昊林, 李旭兵, 陈彬, 佟振合, 吴骊珠
科技导报. 2020, 38 (23): 62-74. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.007
全文: HTMLnew PDF  (5198 KB)  ( 92 )
摘要 ( 92 )
综述了本研究组近年来量子点人工光合成制氢体系的研究进展,重点从量子点与氢化酶模拟化合物、量子点与过渡金属离子、量子点敏化光阴极3个方面分析了影响制氢效率的主要因素,指出对光生电荷(电子和空穴)的有效捕获是提高人工光合成分解水制氢效率的关键,并展望了未来人工光合成发展方向。

光电催化分解水和还原CO2研究进展

丁春梅, 姚婷婷, 李灿
科技导报. 2020, 38 (23): 75-84. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.008
全文: HTMLnew PDF  (2877 KB)  ( 211 )
摘要 ( 98 )
介绍了光电催化(PEC)分解水和还原CO2的基本原理、研究进展。探讨了提高PEC效率的关键策略,主要包括通过能带调控、形貌控制和敏化提高光吸收,通过助催化剂促进表面反应,以及通过构建局部偶极或异质电场、形貌调控和界面修饰促进电荷分离与传输等。

分子水氧化催化剂及其光电催化分解水研究进展

呼斯楞, 吴秀娟, 孙立成
科技导报. 2020, 38 (23): 85-93. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.009
全文: HTMLnew PDF  (1373 KB)  ( 90 )
摘要 ( 62 )
总结了近年来基于不同第一过渡系列金属的分子水氧化催化剂,包括贵金属分子水氧化催化剂和非金属分子水氧化催化剂;以及常用的氧化物半导体电极材料,例如α-Fe2O3、WO3和BiVO4等。概述了目前分子水氧化催化剂在电极表面的负载方式,包括物理吸附方式、共价键结合方式、分子催化剂修饰吸附基团方式、静电作用和π-π堆积作用等。提出构建高效稳定的光致水分解分子器件需要解决的问题,从而实现利用太阳能大规模裂解水制备清洁能源的设想。

自然光合与人工光合杂化体系研究进展

王旺银, 张亚静, 李灿
科技导报. 2020, 38 (23): 94-104. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.010
全文: HTMLnew PDF  (3614 KB)  ( 125 )
摘要 ( 55 )
基于人工和自然光合成中的科学问题,概述了光合作用中光能转化以及CO2固定过程,并综述了光合膜蛋白、酶催化和全细胞耦合的自然-人工杂化光合体系的研究进展。提出通过自然与人工光合体系之耦合,认识和学习自然光合作用中太阳能转化的基础科学,从结构仿生与功能仿生工方面道法自然,发展高效的人工光合成体系。

人工光合成太阳燃料制备途径及规模化

李仁贵, 李灿
科技导报. 2020, 38 (23): 105-112. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.011
全文: HTMLnew PDF  (2414 KB)  ( 129 )
摘要 ( 52 )
从人工光合成太阳燃料的基本概念和反应过程、规模化太阳能分解水制氢的主要途径和可行性分析、人工光合成液态太阳燃料甲醇的技术路径及应用前景等方面,分析了人工光合成领域的发展现状。仿习自然光合作用基本过程,提出了通过“光反应”和“暗反应”耦合实现规模化人工光合成太阳燃料的新途径。

CO2选择性加氢制甲醇非铜基催化剂研究进展

沙峰, 韩哲, 汤驰洲, 唐珊, 王集杰, 李灿
科技导报. 2020, 38 (23): 113-127. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.012
全文: HTMLnew PDF  (5080 KB)  ( 155 )
摘要 ( 46 )
综述了CO2选择性加氢制甲醇非铜基催化剂的研究进展,着重讨论了负载型金属催化剂、双金属催化剂、固溶体催化剂、氧化铟基催化剂。分析表明,以MaZrOx(Ma=Zn,Ga,Cd)固溶体催化剂为代表的新兴复合氧化物催化剂及In2O3基催化剂,可同时实现高甲醇选择性、高甲醇收率、良好稳定性,极具大规模工业化应用前景。

人工光合成机理的时空分辨光谱研究进展

王秀丽, 范峰滔, 李灿
科技导报. 2020, 38 (23): 128-137. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.013
全文: HTMLnew PDF  (3510 KB)  ( 71 )
摘要 ( 46 )
综述了时空分辨光谱技术在人工光合成机理研究中的主要结果和最新进展,揭示了人工光合成中光生电子和空穴的分离、复合和反应等过程,利用成像光谱直接观测光生电荷的空间分布及其作用规律。时空分辨光谱的表征结果很好地解释了催化剂晶相、助催化剂的担载、相结结构的构筑、晶面调控等策略在光电催化过程中的作用机制。
综述

气候因素对病毒流行的影响

李晓岑, 朱香颖, 袁程
科技导报. 2020, 38 (23): 138-143. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.014
全文: HTMLnew PDF  (507 KB)  ( 68 )
摘要 ( 53 )
综述了SARS病毒、登革热病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒流行与气候的关系,认为病毒产生于一定的自然条件和环境,特定的气候因素是病毒流行的推手,相同的气候更有利于病毒的流行。超出域值之外,气候因素则会限制甚至阻断病毒传播。探讨了不同气候因素的作用,可完善病毒性疾病的预警机制,有助于对可能产生的疫病暴发提前做好防治准备。
科技人文

反西格马负超子(Σ-)的发现前后

丁兆君, 李守忱
科技导报. 2020, 38 (23): 144-152. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.23.015
全文: HTMLnew PDF  (4950 KB)  ( 39 )
摘要 ( 79 )
因高能加速器建设滞后,中国粒子物理学科在发展早期只能开展理论研究、宇宙线观测或通过国际合作开展高能实验研究。多国合作的杜布纳联合原子核研究所的成立为中国高能物理发展创造了良机,反西格马负超子的发现更是中国物理学史上浓墨重彩的一笔。中国学者在杜布纳的系列科学成就,为此后中国亚原子物理发展奠定了重要的知识基础与人才基础。
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